[发明专利]一种真空低温条件下应用的高精度面源黑体辐射源装置

说明书

本发明涉及红外辐射测量与校准技术领域，尤其涉及一种能够在真空低温条件下应用的高精度面源黑体辐射源装置，主要包括：黑体辐射源主体模块、真空舱、舱内控制电缆、穿墙航插、舱外控制电缆、制冷铜辫和控制器模块，所述黑体辐射源主体模块放置在所述真空舱内，所述黑体辐射源主体模块通过制冷铜辫与所述真空舱的内壁相连接，所述黑体辐射源主体模块依次通过所述舱内控制电缆、穿墙航插、舱外控制电缆与所述控制器模块相连。本发明的有益效果为：有效解决了现有技术无法同时满足有效发射率、温度均匀性、温度范围宽的问题，为红外探测设备的标定和测试以及建立真空环境下低温目标性能测试系统提供了应用基础。

技术领域

本发明涉及红外辐射测量与校准技术领域，尤其涉及一种能够在真空低温条件下应用的高精度面源黑体辐射源装置。

背景技术

目前军用红外成像导引头、红外热像仪、成像光谱仪、红外相机等红外成像载荷应用越来越多，相应的对辐射量值定标设备的需求也越来越多，同时对标定设备的性能指标的要求也越来越高。黑体作为成像光谱仪等红外成像设备的定标及校准的标准设备，是红外定标及校准的关键部件，因此对用作定标及校准的面源黑体的各项性能指标也相应的提出了更高的要求。对于面源黑体的需求向高发射率、高控温精度、高温度均匀性、宽温度范围、智能化、便捷性的方向发展。

红外成像器的发展对于面源黑体发射率、温度均匀性、温度范围等性能指标有了更高的需求。黑体辐射源的发射率是其主要指标之一，一般地，与理想黑体相比，定标黑体的发射率越接近于1，黑体的辐射性能越完备，用于测试校准时，校准的准确度和精度越高。黑体辐射源温度均匀性也是决定其性能优劣的因素之一，理想黑体的光谱辐射功率是符合普朗克定律的，若实际黑体温度分布不均匀程度过大，则辐射出来的能量是黑体表面不同温度下的混合辐射，不符合普朗克定律，从而使之无法准确标定红外成像器。此外，目前对于红外成像器的测温范围的要求也在逐步扩展，这就对于实验室条件下使用的标定设备面源黑体的温度范围也提出了相应的扩展需求，单台定标设备所覆盖的温度范围越宽，红外成像器的标定曲线便能够在更宽范围内得到较好的拟合。

目前对用于气象卫星红外载荷标定的标准面源黑体辐射源的发射率的要求已达到0.99以上，对辐射口径在100mm以上的面源黑体的温度均匀性的要求优于±0.1K，对黑体温度范围的要求也已扩展为-100℃到100℃。

目前国内的一些计量机构在在黑体辐射源方面进行了大量研究，并形成了相应设备，但是这些黑体辐射源设备无法同时满足有效发射率、温度均匀性、温度范围宽这几项指标要求。目前国内尚且没有同时满足以上几项指标要求的用于建立真空环境下的低温目标性能测试系统的高精度标准面源黑体辐射源。

为了解决上述问题，本发明提供一种真空低温条件下应用的高精度面源黑体辐射源装置，用于建立真空环境下的高精度低温目标性能测试系统，具有广泛的应用前景。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种真空低温条件下应用的高精度面源黑体辐射源装置，有效解决了现有技术无法同时满足有效发射率、温度均匀性、温度范围宽的问题，为红外探测设备的标定和测试以及建立真空环境下低温目标性能测试系统提供了应用基础。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种真空低温条件下应用的高精度面源黑体辐射源装置，主要包括：黑体辐射源主体模块、真空舱、舱内控制电缆、穿墙航插、舱外控制电缆、制冷铜辫和控制器模块，所述黑体辐射源主体模块放置在所述真空舱内，所述黑体辐射源主体模块通过制冷铜辫与所述真空舱的内壁相连接，所述黑体辐射源主体模块依次通过所述舱内控制电缆、穿墙航插、舱外控制电缆与所述控制器模块相连；所述黑体辐射源主体模块为圆柱形空腔结构。

将黑体辐射源主体模块通过制冷铜辫与真空舱相连，有利于黑体辐射源主体模块的可持续降温，相当于为黑体辐射源装置提供了稳定的制冷功率，可单独控制加热片的加热功率的大小，以实现对黑体温度的精确控制。